(57)【要約】  ＤＦコータを用いて印刷用紙を製造することができ、特に低コストでありかつ塗工面の白色性を高めることができるＤＦコータ用塗料を提供する。  高速で送り出される塗工紙の表面に、ＤＦコータを用いてカーテン膜状に流下させて塗工するためのＤＦコータ用塗料において、顔料として、高アスペクト比クレイを５〜３０重量部含み、かつ、２μｍより小さい粒子を９０％以上含有した炭酸カルシウムを７０〜９５重量部含むようにする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速で送り出される塗工紙の表面に、ＤＦコータを用いてカーテン膜状に流下させて塗工するためのＤＦコータ用塗料において、
顔料として、高アスペクト比クレイを５〜３０重量部含み、かつ、２μｍより小さい粒子を９０％以上含有した炭酸カルシウムを７０〜９５重量部含むことを特徴とするＤＦコータ用塗料。
【請求項２】
前記炭酸カルシウムは、粒径２μｍよりも小さいものを９０％以上含むことを特徴とする請求項１に記載のＤＦコータ用塗料。
【請求項３】
ポリアクリルアミド系の増粘剤を添加したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＤＦコータ用塗料。
【請求項４】
塗工面での表面張力（静的）が３５ｍＮ／ｍ以下になるように界面活性剤を添加したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＤＦコータ用塗料。
【請求項５】
Ｂ型粘度の範囲が９００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＤＦコータ用塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＦコータに用いる塗料であって、カーテン膜状に流下させて塗工するためのＤＦコータ用塗料に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙の表面に塗工して印刷用紙を製造する装置としては、例えば、ブレードコータとＤＦコータとがある。
ブレードコータは、塗工前の紙に多量の塗料を吹き付け、その後に、吹き付けた塗料を刃物状のブレードで塗工面から掻き落として表面を均質化するものである。このブレードコータでは、塗工後の表面の平滑性が高く光沢が出やすいという利点がある。
一方、ブレードコータでは、高速で走行する紙とブレードとが接触するために、ブレードに摩耗が発生してしまう。そのため、ブレードを頻繁に交換する必要がある。また、塗料の被覆性を良好にするためには、塗料の原紙への押し込みが少なく、塗工層を嵩高にすることが必要であるが、ブレードコータを用いた場合、塗料がかなり原紙に押し込まれるため、嵩高くなり難いという問題もある。【０００３】
そのために、ブレードを使用しない非接触式のＤＦコータが注目されている。このＤＦコータは、塗料を自重でカーテン膜状に流下させ、このカーテン膜に塗工紙を通して塗工するものである。そのため、ブレードコータのようにブレードを使用しなくても、塗料の供給量を調整することによって塗工量を精度良く調整することができる。また、ＤＦコータは、理想的な輪郭塗工（原紙表面に均一な厚さを持った塗工層を形成可能な塗工）が可能であるため、被覆性が良好であり、より少ない塗料で同等製品の塗工が可能である。そのため、ブレードコータと比較して操業性に優れ、コスト的にも有利である。【０００４】
ところで、上述したブレードコータは、一般的に印刷用紙を製造するために多く用いられているが、ＤＦコータは、主に感圧紙等の加工紙の製造に用いられ、印刷用紙の製造にはあまり使用されていない。これは、上述したＤＦコータの塗工方法に起因するものであり、塗料の性質に制約があるためである。【０００５】
従来、ＤＦコータを用いて印刷用紙を製造する場合の塗料としては、２μｍ未満の粒子径である成分を９５〜９９質量％含有する微粒子クレイと、２μｍ未満の粒子径である成分を８０〜８９％含有する高アスペクトクレイと、その他の顔料とからなるものが開示されているが、これらの配分量については、開示されていない（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した塗料では、以下の点で問題を有している。
（１）上述した塗料は主原料としてクレイを使用しているが、クレイは高価であることから、塗料がコスト高となってしまう。
（２）高速で送り出される塗工紙に塗工するためには、送り出される塗工紙の速度に追従し、同速度で引き伸ばされなければならない。そのため、途中で途切れることのない程度の曳糸性が必要になる。
（３）主原料としてクレイを使用した場合、塗工面の白色度が低くなってしまう。【０００８】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであって、ＤＦコータを用いて印刷用紙を製造することができ、特に低コストでありかつ塗工面の白色性を高めることができるＤＦコータ用塗料を提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述課題を解決するため、本発明は、高速で送り出される塗工紙の表面に、ＤＦコータを用いてカーテン膜状に流下させて塗工するためのＤＦコータ用塗料において、
顔料として、高アスペクト比クレイを５〜３０重量部含み、かつ、２μｍより小さい粒子を９０％以上含有した炭酸カルシウムを７０〜９５重量部含むことを特徴とする。【００１０】
また、前記炭酸カルシウムは、粒径２μｍよりも小さいものを９０％以上含むようにする。【００１１】
このとき、ポリアクリルアミド系の増粘剤を添加することもできる。【００１２】
さらに、塗工面での表面張力（静的）が３５ｍＮ／ｍ以下になるように界面活性剤を添加するようにしてもよい。【００１３】
さらにまた、Ｂ型粘度の範囲が９００ｍＰａ・ｓ以下になるようにする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＤＦコータ用塗料では、顔料として、高アスペクト比クレイを５〜３０重量部含み、かつ、２μｍより小さい粒子を９０％以上含有した炭酸カルシウムを７０〜９５重量部含むようにしているので、高価な高アスペクト比クレイの使用量が少なくなり、ＤＦコータ用塗料のコストを低減することができる。さらに、炭酸カルシウムの配合比を高めることで、塗工面の白色度、不透明性を向上させることができる。これにより、印刷用紙の品質を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るＤＦコータ用塗料について、詳細に説明する。
【００１６】
本発明のＤＦコータ用塗料は、顔料として、高アスペクト比クレイを５〜３０重量部含み、かつ、２μｍより小さい粒子を９０％以上含有した炭酸カルシウムを７０〜９５重量部含むものである。
また、このＤＦコータ用塗料には、曳糸性を高くするための増粘剤（流動性改良材）を０．１〜１．０重量部、接着力を強くするためのバインダーを１０〜１２重量部、ＳＢラテックスを０〜４重量部（澱粉）、及びカーテン膜の割れを防止するための界面活性剤（湿潤剤）を０．１〜０．３重量部、を添加している。
【００１７】
ここで、ＤＦコータとは、ＤＦヘッドの下方に位置するノズル部先端から塗料を流下させる装置である。このノズル部先端から供給された塗料は、幅方向均一に安定した流量のカーテン膜を形成する。このカーテン膜は、高速で送られる塗工紙に当った瞬間に基材と同速に引き伸ばされる。これにより、塗工紙は、その塗工面上に均一に塗工されるようになる。なお、ＤＦコータの塗工紙の送り速度（高速）は、１５００ｍ／ｍｉｎ以上である。
【００１８】
このＤＦコータでは、塗工紙に供給された塗料が全て塗工されるので、ブレードコータと比較して、塗料の供給量を調整することにより塗工量を精度良く調整することができる。また、ブレードコータではブレード押付力により塗料が基材に多く浸透する傾向があるが、ＤＦコータでは塗料のカーテン膜を基材にかぶせるだけなので、外部の力で塗料が基材に浸透することは無く、基材の毛細管力で塗料が浸透する。そのため、塗工層を嵩高にすることができるという理想的な輪郭塗工が可能である。また、表層にバインダーが溜まるために、塗工層強度の減少が抑えられるという利点を有する。
【００１９】
高アスペクト比クレイとしては、例えば、デラミネーション工程を経たデラミクレイ等を使用している。このデラミクレイは、粒子が扁平（粒子の直径／厚みの比が高いもの）であることから、塗工表面のギャップによる影響が少なく、塗工紙の表面をより平滑にすることができると共に、低量塗工域での被覆性も良くすることもできる。
しかしながら、この高アスペクト比クレイは高価である。そのため、高アスペクト比クレイの含有量をできるだけ低く抑え、平滑性、被覆性を損なわずに代替として炭酸カルシウムの配合比を増やすことを検討した。
【００２０】
配合比を増やす炭酸カルシウムは、粒径２μｍよりも小さいものを９０％以上含むものを使用する。これにより、上述した平滑性および光沢性を、高アスペクト比クレイを使用する場合と同等程度まで引き上げている。
なお、現在市販されている炭酸カルシウムでは、２μｍよりも小さな粒子の含有率が６０％、７５％、および９０％以上のものがあり、これらの含有率のものは比較的に安価に入手することができる。この６０％および７５％含む炭酸カルシウムを用いたＤＦコータ用塗料では、上述した平滑性および光沢性を同等にまで引き上げることができないことが実験で確認できた。一方、９０％含む炭酸カルシウムを用いたＤＦコータ用塗料は、平滑性および光沢性を同等程度まで引き上げることができる。そのため、今回は９０％以上含むものを使用することとした。
なお、７５％から９０％の間で含有率を変えた炭酸カルシウムも作ることができるが、特殊なものとして高価になってしまうため、今回使用する対象とはしていない。
【００２１】
また、被覆性のよい高アスペクト比クレイでは、塗料のハイシェア粘度が高すぎてカーテン塗工には適さない。また、粘度が高すぎると、塗料中の気泡の脱泡性が悪くなる。一方、粘度が低すぎても、パドリングが起きやすくなってしまう。
【００２２】
炭酸カルシウムは、クレイと比較して、ハイシェア粘度が低い。そのため、炭酸カルシウムを使用することで塗料のハイシェア粘度を低くして、高速で塗工紙を送る場合に対応している。しかしながら、炭酸カルシウムの粒径を小さくすると塗料の粘度が高くなってしまう。そのため、粒径を小さくし過ぎないように適する粘度にする必要がある。
【００２３】
この粘度は、炭酸カルシウムスラリー（約７５％で分散し、水道水で調整）に、ラテクス、界面活性剤を加えた場合、炭酸カルシウムの２μｍ以下の粒子を９０％含むもの、及び９５％含むもののいずれの場合でも、増粘剤無しで１００ｃｐｓ以下となる。そのため、今回の実施の形態に係るＤＦコータ用塗料では、増粘剤の添加量を調整することにより、粘度が高すぎない（適正なＢ型粘度９００ｍＰａ・ｓ以下）ようにしている。
【００２４】
また、炭酸カルシウムは、塗工面の白色性、不透明性および嵩高さを向上させる役割も果たす。これら白色性は、印刷用紙において品質の重要な指標となるため、白色度を向上させることが望ましい。そのため、高アスペクト比クレイの代替品として、炭酸カルシウムを使用している。
【００２５】
さらに、炭酸カルシウムは、クレイと比較して、分散濃度を高くすることができる。すなわち、高アスペクト比クレイの濃度の上限を７２重量部、炭酸カルシウムの濃度の上限を７５重量部以上とすることで、分散濃度を高めることができる。
【００２６】
他方、増粘剤（流動性改善剤）としては、ポリアクリルアミド系のものを使用している。例えば、サンノプコ社製  ビストゥール３００（ポリアクリルアミド系）を使用している。この増粘剤では、曳糸性が高いため、塗工紙を高速で送り塗工するのに適している。なお、低速塗工のときは、ポリアクリル酸ソーダ系の流動性改善剤を使用する。例えば、サンノプコ社製  ＳＮシックナー９２９Ｓ（ポリアクリル酸ソーダ系）を使用している。
このポリアクリルアミド系の増粘剤を使用することで、従来使用していたポリアクリル酸ソーダ系の流動性改善剤と比較して曳糸性が劇的に向上し、塗工紙を２５００ｍ／ｍｉｎの高速で送る場合でも、安定した高速塗工を可能にしている。
【００２７】
ここで、曳糸性とは、高速で送られる塗工紙にカーテン膜状の塗料が衝突してカーテン膜が急激に引き延ばされたときに、この塗料が引き延ばされずに千切れない性質をいう。
【００２８】
なお、この曳糸性と上述した塗料の粘度とは異なる概念であり、粘度を高めることと曳糸性を高めることとは異なるものである。
すなわち、粘度が上がるとは、会合（ファンデルワールス力による）、水素結合、イオン結合により粒子間あるいは増粘剤同士で結合が形成されることであり、これにより流動し難くなる。従って、一般的には、分子量が大きく、長い分子の方が結合数が増加して、粘度が高くなる傾向にある。
これに対し、曳糸性の高低は、分子量のみではなく、分子の形状に大きく依存するものである。一般に、糸まり状にからまったような分子のものが曳糸性が高くなる。すなわち、分子間でも絡み合いを起こしやすく、多数の分子が外見上一つに長く繋がり分子鎖が長くゴムのように伸びることができるので、曳糸性が高くなる。
【００２９】
また、バインダーとしては、ＳＢＲ樹脂を使用している。このバインダーは塗工後の製品の強度や柔軟性を得るのに重要であり、特に接着力を強くするためのものである。なお、スターチは膜切れを誘発し易く、細かい泡を抱き込み易いため、今回のＤＦコータ塗料としては使用しない。
【００３０】
界面活性剤（湿潤剤）としては、表面張力をコントロールするために、低発泡性で表面張力低下能の大きい、アセチレングリコール系のものを使用している。例えば、日信化学製  オルフィン  ＷＥ−００３（アセチレングリコール系）、或いは、日信化学製  オルフィン  Ｅｘｐ．４００１（アセチレングリコール系）などである。これは、塗料の表面張力を下げることで、ノズル部から流下させた塗料がカーテン膜状になり易くするためのものである。特に、塗工液として内部に気泡が発生すると、塗工欠陥が生じやすいので、泡立ちの少ない材料を選定して使用している。
すなわち、界面活性剤は、この塗工面での表面張力（静的）が３５ｍＮ／ｍ以下になるように配合している。
【００３１】
本発明の実施の形態に係るＤＦコータ用塗料によれば、高アスペクト比クレイを５〜３０重量部に抑え、代替として、２μｍより小さい粒子を９０％以上含有した炭酸カルシウムを７０〜９５重量部に増やしているので、高価な高アスペクト比クレイの使用量が少なくなり、ＤＦコータ用塗料のコストを低減することができる。
【００３２】
さらに、炭酸カルシウムの配合比を高めることで、塗工面の白色度、不透明性、嵩高さを向上させることができる。これにより、印刷用紙の品質を高めることができる。
【００３３】
また、前記炭酸カルシウムは、粒径２μｍよりも小さいものを９０％以上含むようにしているので、塗工面の平滑性および光沢性を、高アスペクト比クレイを使用する場合と同等程度まで引き上げることができる。
【００３４】
また、ポリアクリルアミド系の増粘剤を添加しているので、従来使用していたポリアクリル酸ソーダ系の増粘剤と比較して、塗料の曳糸性を向上させることができる。
【００３５】
さらに、塗工面での表面張力（静的）が３５ｍＮ／ｍ以下になるように界面活性剤を添加しているので、ノズル部から流下させた塗料がカーテン膜状になり易くなる。
【００３６】
さらにまた、Ｂ型粘度の範囲が９００ｍＰａ・ｓ以下であるので、増粘剤を入れることに起因して粘度が高くなり過ぎることによる流動性の低下（脱泡し難くなる）を防ぎ、高速塗工を可能にすることができる。
【国際調査報告】
2011114456.tif 000002
2011114456.tif 000003
2011114456.tif 000004
2011114456.tif 000005